KR102117054B1 - 가요성 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

가요성 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

가요성 표시 장치의 제조 방법을 제공한다. 가요성 표시 장치의 제조 방법은, 캐리어 기판 상에 분리층을 형성하는 단계와, 분리층보다 큰 면적을 갖는 가요성 기판을 캐리어 기판 상에 적층하는 단계와, 가요성 기판의 가장자리를 따라 더미 패턴을 형성하는 단계와, 가요성 기판의 일측 가장자리를 절단하여 분리층의 일부를 노출시키는 단계와, 분리층과 가요성 기판을 서로 분리시키는 단계를 포함한다. 더미 패턴을 형성하는 단계에서 더미 패턴의 내측에 적어도 하나의 표시부 또는 적어도 하나의 터치 센서부가 형성된다.

Description

가요성 표시 장치의 제조 방법 {MANUFACTURING METHOD FOR FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 기재는 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박형의 유리를 기판으로 사용하는 가요성 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
평판 표시 장치는 기판과, 기판 상에 형성된 복수의 화소를 포함하는 표시부로 구성되며, 유리와 같은 강성(rigid) 기판 대신 플라스틱 필름과 같은 가요성(flexible) 기판을 사용하는 경우 휘어지는 특성을 가질 수 있다. 가요성 표시 장치는 유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치, 또는 전기 영동 표시 장치일 수 있다.
가요성 표시 장치의 제조 과정에서 가요성 기판은 단단한 캐리어 기판 상에 위치하며, 가요성 기판 위에 표시부를 형성한 이후 캐리어 기판으로부터 분리된다. 캐리어 기판은 쉽게 휘어지는 가요성 기판을 지지하여 표시부를 형성하는 과정에서 가요성 기판이 평탄한 상태를 유지하도록 한다.
최근 들어 가요성 기판으로서 대략 1mm의 두께를 가지는 박형의 유리를 사용하려는 연구가 진행되고 있다. 그런데 박형의 유리로 형성된 가요성 기판은 가장자리를 절단 후 캐리어 기판으로부터 분리되는 과정에서 절단 시 발생한 크랙이 내부로 쉽게 전파될 수 있다. 따라서 캐리어 기판과의 분리 공정 또는 이후의 후속 공정에서 가요성 기판이 깨지는 불량이 발생할 수 있다.
본 기재는 박형의 유리로 형성된 가요성 기판을 구비한 가요성 표시 장치에 있어서, 가요성 기판의 크랙이 내부로 전파되지 않도록 함으로써 가요성 기판의 깨짐 불량을 억제할 수 있는 가요성 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 기재의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법은, 캐리어 기판 상에 분리층을 형성하는 단계와, 분리층보다 큰 면적을 갖는 가요성 기판을 캐리어 기판 상에 적층하는 단계와, 가요성 기판의 가장자리를 따라 더미 패턴을 형성하는 단계와, 가요성 기판의 일측 가장자리를 절단하여 분리층의 일부를 노출시키는 단계와, 분리층과 가요성 기판을 서로 분리시키는 단계를 포함한다.
캐리어 기판과 가요성 기판은 유리로 형성될 수 있으며, 가요성 기판은 캐리어 기판보다 작은 두께를 가질 수 있다. 분리층은 알루미늄 아연 산화물을 포함하는 금속 산화물로 형성될 수 있다. 분리층은 50Å 내지 300Å의 두께와, 6Å 내지 15Å의 표면 거칠기를 가질 수 있다.
분리층의 일부를 노출시키는 단계에서, 제1 절단선을 따라 가요성 기판을 절단할 수 있다. 제1 절단선은 가요성 기판의 적어도 한 변에서 분리층과 중첩될 수 있고, 가요성 기판의 나머지 변들에서 분리층의 가장자리와 일치할 수 있다. 제1 절단선을 따라 가요성 기판을 절단한 다음 제2 절단선을 따라 캐리어 기판을 절단할 수 있다. 제2 절단선은 분리층의 가장자리와 일치할 수 있다.
분리층과 가요성 기판을 분리시키는 단계에서, 노출된 분리층과 가요성 기판의 가장자리 사이로 박리 기구를 삽입하여 분리층으로부터 가요성 기판을 물리적으로 박리시킬 수 있다.
더미 패턴을 형성하는 단계에서, 더미 패턴의 내측에 적어도 하나의 표시부가 형성될 수 있으며, 더미 패턴은 표시부를 구성하는 복수의 막들 중 적어도 하나의 막과 같은 물질로 형성될 수 있다.
적어도 하나의 표시부와 더미 패턴은 분리층과 중첩될 수 있고, 더미 패턴의 외측 가장자리는 분리층 가장자리의 내측에 위치할 수 있다. 더미 패턴은 외측 더미 패턴과 내측 더미 패턴을 포함할 수 있다.
표시부는 박막 트랜지스터와 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터는 반도체층과 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 포함할 수 있고, 유기 발광 다이오드는 화소 전극과 유기 발광층 및 공통 전극을 포함할 수 있다.
더미 패턴은 게이트 전극 및 소스/드레인 전극 중 어느 하나와 같은 물질로 형성될 수 있다. 다른 한편으로, 더미 패턴은 게이트 전극과 같은 물질로 형성되는 제1층과, 소스/드레인 전극과 같은 물질로 형성되는 제2층을 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 더미 패턴을 형성하는 단계에서, 더미 패턴의 내측에 적어도 하나의 터치 센서부가 형성될 수 있으며, 더미 패턴은 터치 센서부를 구성하는 복수의 막들 중 적어도 하나의 막과 같은 물질로 형성될 수 있다.
적어도 하나의 터치 센서부와 더미 패턴은 분리층과 중첩될 수 있고, 더미 패턴의 외측 가장자리는 분리층 가장자리의 내측에 위치할 수 있다. 더미 패턴은 외측 더미 패턴과 내측 더미 패턴을 포함할 수 있다.
터치 센서부는 제1 방향을 따라 연속으로 형성된 제1 감지 패턴과, 연결 패턴에 의해 제2 방향을 따라 전기적으로 연결되는 제2 감지 패턴과, 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴 각각에 연결되는 복수의 배선을 포함할 수 있다. 더미 패턴은 제1 감지 패턴, 제2 감지 패턴, 연결 패턴, 및 복수의 배선 중 어느 하나와 같은 물질로 형성될 수 있다.
제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴은 절연막으로 덮일 수 있고, 연결 패턴은 절연막 상에서 제2 감지 패턴과 연결되며 보호막으로 덮일 수 있다. 더미 패턴은 제1 감지 패턴 및 제2 감지 패턴과 같은 물질로 형성되는 제1층과, 절연막과 같은 물질로 형성되는 제2층과, 연결 패턴과 같은 물질로 형성되는 제3층과, 보호막과 같은 물질로 형성되는 제4층을 포함할 수 있다.
가요성 기판의 가장자리에 더미 패턴을 형성함에 따라, 가요성 기판을 절단할 때 발생하는 크랙이 가요성 기판의 내측으로 전파되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 가요성 기판을 절단하는 과정과 분리층으로부터 가요성 기판을 분리시키는 과정 및 그 이후의 후속 공정에서 크랙 전파에 따른 가요성 기판의 깨짐을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제1 단계 내지 제3 단계의 가요성 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선을 기준으로 절개한 단면도이다.
도 4는 도 2의 부분 확대도이다.
도 5는 도 4에 도시한 더미 패턴의 첫 번째 변형예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시한 더미 패턴의 두 번째 변형예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제4 단계의 가요성 표시 장치들을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7의 (c) 상태의 가요성 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제5 단계의 가요성 표시 장치들을 나타낸 단면도이다.
도 10은 분리층의 표면 거칠기에 대한 가요성 기판의 흡착력 및 에어 트랩 면적 비율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제3 단계의 가요성 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시한 복수의 터치 센서부 가운데 하나의 터치 센서부를 나타낸 개략도이다.
도 13은 도 11의 부분 확대도이다.
도 14는 도 12에 도시한 더미 패턴의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제3 단계의 가요성 표시 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에” 또는 “위에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, “~ 상에” 또는 “~ 위에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참고하면, 가요성 표시 장치의 제조 방법은 캐리어 기판 상에 분리층을 형성하는 제1 단계(S10)와, 분리층보다 큰 면적을 갖는 가요성 기판을 캐리어 기판 상에 적층하는 제2 단계(S20)를 포함한다. 또한, 가요성 표시 장치의 제조 방법은 가요성 기판의 가장자리를 따라 더미 패턴을 형성하는 제3 단계(S30)와, 가요성 기판의 일측 가장자리를 절단하여 분리층의 일부를 노출시키는 제4 단계(S40)와, 분리층과 가요성 기판을 서로 분리시키는 제5 단계(S50)를 포함한다.
가요성 기판은 대략 1mm의 두께를 가지는 박형의 유리로 형성될 수 있다. 더미 패턴은 제4 단계(S40)에서 가요성 기판의 절단에 의해 가요성 기판의 가장자리에 형성된 미세 크랙이 가요성 기판의 내부로 전파되는 것을 억제하여 제5 단계(S50) 또는 그 이후의 후속 공정에서 가요성 기판이 깨지는 불량을 방지한다.
가요성 기판은 복수의 표시부를 지지하는 원장 기판일 수 있다. 복수의 표시부는 제3 단계(S30)에서 더미 패턴과 함께 형성되며, 더미 패턴은 표시부를 구성하는 여러 막들 중 적어도 하나의 막과 같은 물질로 형성될 수 있다.
다른 한편으로, 가요성 기판은 복수의 터치 센서부를 지지하는 봉지용 원장 기판일 수 있다. 복수의 터치 센서부는 제3 단계(S30)에서 더미 패턴과 함께 형성되며, 더미 패턴은 복수의 터치 센서부를 구성하는 여러 막들 중 적어도 하나의 막과 같은 물질로 형성될 수 있다.
후술하는 제1 실시예의 제조 방법에서 가요성 기판이 복수의 표시부를 지지하는 원장 기판인 경우에 대해 설명하고, 제2 실시예의 제조 방법에서 가요성 기판이 복수의 터치 센서부를 지지하는 봉지용 원장 기판인 경우에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제1 단계 내지 제3 단계의 가요성 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선을 기준으로 절개한 단면도이다.
도 2와 도 3을 참고하면, 제1 단계(S10)에서 캐리어 기판(10) 상에 분리층(11)이 형성된다. 캐리어 기판(10)은 단단한 강성 기판으로 형성되며, 예를 들어 5mm 정도의 두께를 갖는 유리 기판으로 형성될 수 있다. 캐리어 기판(10)은 가요성 기판(12)을 지지하여 복수의 표시부(20)와 더미 패턴(30)을 형성하는 제3 단계(S30)에서 가요성 기판(12)이 평탄한 상태를 유지하도록 한다.
분리층(11)은 제2 단계(S20) 내지 제4 단계(S40)에서 가요성 기판(12)을 캐리어 기판(10)에 흡착시키는 기능을 함과 동시에 제5 단계(S50)에서 가요성 기판(12)이 캐리어 기판(10)으로부터 쉽게 분리되도록 도와주는 역할을 한다. 분리층(11)은 금속 산화물을 포함하며, 예를 들어 알루미늄 아연 산화물(aluminum zinc oxide, AZO)를 포함할 수 있다.
분리층(11)은 50Å 내지 300Å의 두께로 형성될 수 있고, 6Å 내지 15Å의 표면 거칠기를 가질 수 있다. 분리층(11)의 두께와 표면 거칠기에 대해서는 후술한다.
제2 단계(S20)에서 가요성 기판(12)이 캐리어 기판(10) 상에 적층된다. 가요성 기판(12)은 분리층(11)보다 큰 면적으로 형성되어 아랫면의 중앙부에서 분리층(11)과 접촉하고, 아랫면의 가장자리에서 캐리어 기판(10)과 접촉한다. 가요성 기판(12)은 대략 1mm 두께의 박형 유리('페이퍼 글라스'라고도 한다)로 형성될 수 있다.
캐리어 기판(10)과 가요성 기판(12)은 복수의 가요성 표시 장치를 동시에 제조할 수 있도록 복수의 가요성 표시 장치를 합한 면적보다 큰 면적으로 형성된다. 즉 캐리어 기판(10)과 가요성 기판(12)은 원장 기판으로 이루어진다.
제3 단계(S30)에서 가요성 기판(12) 상에 복수의 표시부(20)와 더미 패턴(30)이 동시에 형성된다. 복수의 표시부(20)는 서로간 거리를 두고 위치하고, 더미 패턴(30)은 복수의 표시부(20)를 모두 둘러싸도록 가요성 기판(12)의 가장자리와 나란하게 형성된다. 더미 패턴(30)은 일정한 폭을 가지며, 끊어짐 없이 가요성 기판(12)의 가장자리를 따라 연속으로 형성된다.
복수의 표시부(20)와 더미 패턴(30)은 분리층(11)과 중첩된다. 즉 분리층(11)과 접하는 가요성 기판(12)의 중앙부 상에 복수의 표시부(20)와 더미 패턴(30)이 형성된다. 이때 더미 패턴(30)의 외측 가장자리는 분리층(11)의 가장자리로부터 분리층(11)의 내측을 향해 떨어져 위치한다. 도 2에서 더미 패턴(30)의 외측 가장자리와 분리층(11) 가장자리 사이의 거리를 D로 표시하였다.
하나의 표시부(20)는 하나의 가요성 표시 장치에 대응하며, 각각의 표시부(20)는 복수의 화소를 포함한다. 가요성 표시 장치가 유기 발광 표시 장치인 경우 각각의 화소는 화소 회로와, 화소 회로에 의해 발광이 제어되는 유기 발광 다이오드로 구성된다. 화소 회로는 적어도 두 개의 박막 트랜지스터와 적어도 하나의 커패시터를 포함하며, 유기 발광 다이오드는 화소 전극과 유기 발광층 및 공통 전극을 포함한다.
더미 패턴(30)은 표시부(20)를 구성하는 복수의 막들 중 적어도 하나의 막과 같은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴(30)은 표시부(20)를 구성하는 복수의 막들 중 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 같은 물질로 형성되거나, 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극과 같은 물질로 형성될 수 있다.
도 4는 도 2의 부분 확대도로서, 더미 패턴(30)과 표시부(20)의 일부를 확대하여 나타내었다.
도 4를 참고하면, 표시부(20)는 이미지를 표시하는 발광 영역(DA)과, 발광 영역(DA) 외측의 비발광 영역(NDA)을 포함한다. 발광 영역(DA)에는 박막 트랜지스터(21)를 포함하는 화소 회로와, 박막 트랜지스터(21)와 연결된 유기 발광 다이오드(25)가 위치한다. 박막 트랜지스터(21)는 반도체층(211)과 게이트 전극(212) 및 소스/드레인 전극(213, 214)을 포함한다.
반도체층(211)은 버퍼층(13)을 사이에 두고 가요성 기판(12) 상에 위치하며, 채널 영역 및 채널 영역 양측의 소스/드레인 영역을 포함한다. 게이트 전극(212)은 게이트 절연막(14)을 사이에 두고 채널 영역 상에 위치하며, 층간 절연막(15)이 게이트 전극(212)을 덮는다. 소스/드레인 전극(213, 214)은 층간 절연막(15) 상에 위치하고, 비아 홀을 통해 소스/드레인 영역과 각각 연결된다.
도 4에 도시한 박막 트랜지스터(21)는 구동 박막 트랜지스터이며, 화소 회로는 도시하지 않은 스위칭 박막 트랜지스터와 커패시터를 더 포함한다. 스위칭 박막 트랜지스터는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용되고, 구동 박막 트랜지스터는 선택된 화소를 발광시키기 위한 전원을 해당 화소로 인가한다. 여기서, 화소는 이미지 표시를 위한 최소의 발광 단위를 의미한다.
도 4에서는 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터(21)를 예로 들어 도시하였으나, 박막 트랜지스터의 구조는 도시한 예로 한정되지 않는다.
평탄화층(16)이 박막 트랜지스터(21)를 덮어 유기 발광 다이오드(25) 형성을 위한 평탄면을 제공한다. 유기 발광 다이오드(25)는 비아 홀을 통해 드레인 전극(214)에 연결되는 화소 전극(251)과, 화소 전극(251) 상에 형성되는 유기 발광층(252)과, 복수의 유기 발광층(252)을 덮는 공통 전극(253)을 포함한다. 화소 전극(251)과 공통 전극(253) 사이에는 화소 영역을 구획하는 화소 정의막(17)이 위치하며, 유기 발광층(252)은 화소 정의막(17)의 개구부에 형성된다.
화소 전극(251)과 공통 전극(253) 중 어느 하나는 정공 주입 전극인 애노드(anode)이고, 다른 하나는 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)이다. 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 유기 발광층(252)에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하며, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광이 이루어진다.
화소 전극(251)과 공통 전극(253) 중 어느 하나는 반사막으로 형성되고, 다른 하나는 반투과막 또는 투명 도전막으로 형성될 수 있다. 유기 발광층(252)에서 방출된 빛은 반사막에서 반사되고, 반투과막 또는 투명 도전막을 투과하여 외부로 방출된다. 반투과막의 경우 유기 발광층(252)에서 방출된 빛의 일부가 반사막으로 재반사되어 공진 구조를 이룬다.
비발광 영역(NDA)에는 점등 회로 또는 정전기 방전(electrostatic discharge, ESD) 회로와, 공통 전극(253)으로 전원을 공급하는 전원 배선(18)이 위치할 수 있다.
도 4에서 더미 패턴(30)은 표시부(20)를 구성하는 복수의 막들 중 박막 트랜지스터(21)의 게이트 전극(212)과 같은 물질로 형성되며, 게이트 전극(212)과 같은 층에 위치한다. 더미 패턴(30)과 게이트 전극(212)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 및 금(Au) 등의 금속을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시한 더미 패턴의 첫 번째 변형예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 더미 패턴(31)은 표시부(20)를 구성하는 복수의 막들 중 박막 트랜지스터(21)의 소스/드레인 전극(213, 214)과 같은 물질로 형성되고, 소스/드레인 전극(213, 214)과 같은 층에 위치한다. 더미 패턴(31)과 소스/드레인 전극(213, 214)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 및 금(Au) 등의 금속을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
도 6은 도 4에 도시한 더미 패턴의 두 번째 변형예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참고하면, 더미 패턴(32)은 제1층(321)과 제2층(322)의 적층 구조로 이루어진다. 제1층(321)은 표시부(20)를 구성하는 복수의 막들 중 박막 트랜지스터(21)의 게이트 전극(212)과 같은 물질로 형성되고, 게이트 전극(212)과 같은 층에 위치한다. 제2층(322)은 표시부(20)를 구성하는 복수의 막들 중 박막 트랜지스터(21)의 소스/드레인 전극(213, 214)과 같은 물질로 형성되며, 소스/드레인 전극(213, 214)과 같은 층에 위치한다.
한편, 더미 패턴은 전술한 게이트 전극(212)과 소스/드레인 전극(213, 214) 이외에 화소 전극(251) 또는 그 이외의 막과 같은 물질로 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제4 단계의 가요성 표시 장치들을 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7의 (c) 상태의 가요성 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 7과 도 8을 참고하면, 제4 단계(S40)에서 가요성 기판(12)과 캐리어 기판(10)은 분리층(11)의 일부를 노출시키기 위해 적어도 한 변에서 미스-얼라인(miss-align) 커팅된다.
구체적으로, 스크라이빙 휠(scribing wheel)과 같은 절단 장치를 이용하여 제1 절단선(CL1)을 따라 가요성 기판(12)의 가장자리를 절단한다. 이때 가요성 기판(12)의 적어도 한 변에서 제1 절단선(CL1)은 분리층(11)과 중첩되고, 나머지 변들에서 제1 절단선(CL1)은 분리층(11)의 가장자리와 일치한다. 더미 패턴(30)은 제1 절단선(CL1)의 내측에 위치한다.
이어서 스크라이빙 휠과 같은 절단 장치를 이용하여 제2 절단선(CL2)을 따라 캐리어 기판(10)을 절단한다. 이때 제2 절단선(CL2)은 분리층(11)의 가장자리와 일치한다. 가요성 기판(12)의 절단은 위에서 아래 방향으로 행해지고, 캐리어 기판(10)의 절단은 아래에서 위 방향으로 행해질 수 있다.
이와 같이 가요성 기판(12)과 캐리어 기판(10)의 적어도 한 변에서 제1 절단선(CL1)과 제2 절단선(CL2)은 서로 일치하지 않고 어긋나게 위치한다. 따라서 가요성 기판(12)의 적어도 한 변의 바깥에서 분리층(11)이 외부로 노출된다. 도 7과 도 8에서는 가요성 기판(12)의 좌측 변 바깥에서 분리층(11)이 노출된 경우를 예로 들어 도시하였다.
전술한 제4 단계(S40)에서 가요성 기판(12)의 가장자리에는 절단에 따른 미세 크랙이 존재하며, 이 미세 크랙은 쉽게 전파되어 가요성 기판(12)의 깨짐을 유발할 수 있다. 그러나 절단면의 내측에서 가요성 기판(12)의 가장자리를 따라 더미 패턴(30)이 형성되어 있으므로, 가요성 기판(12)의 절단면에 생긴 크랙은 더미 패턴(30)에 의해 전파가 억제된다.
즉 더미 패턴(30)은 가요성 기판(12)을 절단할 때 발생하는 크랙이 더미 패턴(30)의 내측으로 전파되는 것을 억제하는 기능을 한다. 따라서 제4 단계(S40)의 절단 과정과 다음에 설명하는 제5 단계(S50)에서 가요성 기판(12)을 박리시킬 때 크랙 전파에 따른 가요성 기판(12)의 깨짐을 억제할 수 있다.
또한, 더미 패턴(30)은 가요성 기판(12)의 절단에 따른 스트레스를 분산시키는 기능도 한다. 따라서 제5 단계(S50) 또는 그 이후의 후속 공정에서 스트레스 누적에 따른 가요성 기판(12)의 깨짐을 억제할 수 있다. 그 결과, 가요성 기판(12)의 이송을 원활하게 하고 불량 발생을 최소화할 수 있으며, 가요성 표시 장치의 제조 품질을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제5 단계의 가요성 표시 장치들을 나타낸 단면도이다.
도 9를 참고하면, 노출된 분리층(11) 위로 가요성 기판(12)의 가장자리 아래에 박리 기구(19)를 삽입하여 분리층(11)으로부터 가요성 기판(12)을 물리적으로 박리시킨다. 박리 기구(19)는 끝이 날카로운 얇은 판재 형상의 기구일 수 있다.
분리층(11)의 일부가 노출되어 있으므로 분리층(11)과 가요성 기판(12) 사이로 박리 기구(19)를 정확하게 위치시킬 수 있으며, 가요성 기판(12)을 박리시킬 때 발생할 수 있는 불량을 감소시킬 수 있다.
박리 기구(19)의 두께는 가요성 기판(12) 및 분리층(11)의 두께보다 크다. 따라서 제4 단계(S40)에서 분리층(11)의 일부를 노출시키지 않고 가요성 기판(12)과 분리층(11)의 절단면을 일치시키는 경우를 가정하면, 박리 기구(19)의 정확한 위치 선정이 어렵고, 박리 기구(19)를 삽입할 때 가요성 기판(12)이나 분리층(11)이 파손되는 문제가 발생할 수 있다.
분리층(11)은 50Å 내지 300Å의 두께로 형성될 수 있다. 분리층(11)의 두께가 50Å 미만이면 분리층(11)에서 가요성 기판(12)을 분리시킬 때 가요성 기판(12)이 파손되기 쉽다. 분리층(11)의 두께가 300Å을 초과하면 제2 단계(S20)에서 캐리어 기판(10) 상에 가요성 기판(12)을 적층할 때 캐리어 기판(10)과 가요성 기판(12) 사이에 공기가 갇히는 에어 트랩(air trap) 현상이 발생할 수 있다. 이 경우 가요성 기판(12)에 굴곡이 생기므로 복수의 표시부(20)를 형성하는 제3 단계(S30)에서 공정 불량이 발생할 수 있다.
한편, 분리층(11)의 표면 거칠기가 작을수록 가요성 기판(12)의 흡착력이 높아지나, 제5 단계(S50)에서 가요성 기판(12)을 분리시킬 때 분리가 어려워진다. 또한, 가요성 기판(12)의 분리를 쉽게 하기 위해 분리층(11)의 표면 거칠기를 크게 하면 제2 단계(S20)에서 캐리어 기판(10) 상에 가요성 기판(12)을 적층할 때 에어 트랩의 면적이 커질 수 있다.
따라서 분리층(11)의 표면 거칠기는 에어 트랩의 면적을 줄이고 가요성 기판(12)에 적절한 흡착력을 제공하면서 제5 단계(S50)에서 가요성 기판(12)의 분리를 용이하게 하는 적정 범위를 만족해야 한다.
도 10은 분리층의 표면 거칠기에 대한 가요성 기판의 흡착력 및 에어 트랩 면적 비율을 나타낸 그래프이다. 도 10에서 표면 거칠기는 RMS(Root Mean Square) 값으로 나타내었으며, 흡착력의 단위는 임의 단위(arbitrary unit)로서 상대적인 값을 나타낸다.
도 10을 참고하면, 가요성 기판(12)의 흡착력이 30을 넘지 않아야 제5 단계(S50)에서 가요성 기판(12)을 쉽게 분리시킬 수 있다. 또한, 에어 트랩의 면적은 20%를 넘지 않아야 제3 단계(S30)에서 표시부(20)의 불량을 억제할 수 있다. 이를 고려할 때 분리층(11)은 6Å 내지 15Å 표면 거칠기를 가질 수 있다.
분리층(11) 및 캐리어 기판(10)으로부터 분리된 가요성 기판(12)은 이후 봉지(encapsulation) 과정을 거치며, 복수의 표시부(20) 사이로 절단선이 설정되는 셀 커팅(cell cutting) 과정을 거쳐 개별 가요성 표시 장치로 분리된다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제3 단계의 가요성 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 11을 참고하면, 제2 실시예의 제조 방법은 가요성 기판(12)이 복수의 터치 센서부(40)를 지지하는 봉지용 원장 기판인 것을 제외하고 전술한 제1 실시예의 제조 방법과 동일하다. 아래에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해 주로 설명하며, 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
제3 단계(S30)에서 가요성 기판(12) 상에 복수의 터치 센서부(40)와 더미 패턴(33)이 동시에 형성된다. 복수의 터치 센서부(40)는 서로간 거리를 두고 위치하고, 더미 패턴(33)은 복수의 터치 센서부(40)를 모두 둘러싸도록 가요성 기판(12)의 가장자리와 나란하게 형성된다. 복수의 터치 센서부(40)와 더미 패턴(33)은 분리층(11)과 중첩되며, 더미 패턴(33)의 외측 가장자리는 분리층(11)의 가장자리로부터 분리층(11)의 내측을 향해 떨어져 위치한다.
하나의 터치 센서부(40)는 하나의 가요성 표시 장치에 대응한다. 각각의 터치 센서부(40)는 복수의 감지 패턴과 절연막 및 보호막을 포함할 수 있다. 더미 패턴(33)은 터치 센서부(40)를 구성하는 복수의 막들 중 적어도 하나의 막과 같은 물질로 형성된다.
도 12는 하나의 터치 센서부를 나타낸 개략도이고, 도 13은 도 11의 부분 확대도로서, 더미 패턴과 터치 센서부의 일부를 확대하여 나타내었다.
도 12와 도 13을 참고하면, 터치 센서부(40)는 제1 방향을 따라 연속으로 형성된 제1 감지 패턴들(41)과, 제2 방향을 따라 불연속으로 형성된 제2 감지 패턴들(42)과, 제2 감지 패턴들(42)을 전기적으로 연결시키는 연결 패턴들(43)을 포함할 수 있다. 제1 방향은 y축 방향으로 설정될 수 있고, 제2 방향은 x축 방향으로 설정될 수 있다.
제1 감지 패턴(41)과 제2 감지 패턴(42)은 가요성 기판(12) 상에 서로간 거리를 두고 나란하게 형성된다. 이때 제1 감지 패턴(41)은 좁은 폭의 마디부(411)에 의해 제1 방향을 따라 연속으로 형성되고, 제2 감지 패턴(42)은 마디부들(411) 사이에서 불연속 패턴으로 형성된다.
제1 감지 패턴(41)과 제2 감지 패턴(42)은 절연막(44)으로 덮이며, 절연막(44)에는 제2 감지 패턴(42)의 일부를 노출시키는 비아 홀(441)이 형성된다. 그리고 연결 패턴(43)이 절연막(44) 위에 형성되고, 비아 홀(441)을 통해 제2 감지 패턴들(42)과 접촉하여 제2 방향을 따라 제2 감지 패턴들(42)을 전기적으로 연결시킨다.
제1 감지 패턴(41)과 제2 감지 패턴(42) 및 연결 패턴(43)은 보호막(45)으로 덮인다. 제1 감지 패턴들(41)과 제2 감지 패턴들(42)은 해당 배선(46)과 연결되고, 배선들(46)은 패드부(47)를 거쳐 구동회로(도시하지 않음)와 연결된다.
제1 감지 패턴(41)과 제2 감지 패턴(42)은 광 투과를 저해하지 않도록 투명한 도전막으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnO), 및 인듐 산화물(In2O3) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 연결 패턴(43)과 배선(46)은 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 및 크롬(Cr) 등의 금속막으로 형성될 수 있다. 그리고 절연막(44)과 보호막(45)은 투명한 절연 물질로 형성될 수 있다.
전술한 터치 센서부(40)는 정전 용량 방식이다. 사람의 손 또는 터치 스틱과 같은 물체가 터치 센서부(40)에 접촉하면, 감지 패턴들(41, 42)과 배선(46)을 거쳐 구동회로 측으로 접촉 위치에 따른 정전 용량의 변화가 전달되고, 위치 입력처리회로(도시하지 않음) 등에서 정전 용량의 변화가 전기적 신호로 전환되어 접촉 위치를 파악할 수 있다.
터치 센서부(40)의 구성은 도시한 정전 용량 방식에 한정되지 않으며, 터치 기능을 구현하는 모든 방식의 터치 센서부가 적용될 수 있다.
더미 패턴(33)은 터치 센서부(40)를 구성하는 복수의 막들 중 감지 패턴(41, 42), 연결 패턴(43), 및 배선들(46) 중 어느 하나와 같은 물질로 형성될 수 있다. 즉 더미 패턴(33)은 투명한 도전막(금속 산화물)로 형성되거나, 금속막으로 형성될 수 있다.
도 14는 도 12에 도시한 더미 패턴의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 14를 참고하면, 더미 패턴(34)은 복수 층의 적층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 더미 패턴(34)은 제1층 내지 제4층(341, 342, 343, 344)의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 제1층(341), 제2층(342), 제3층(343), 및 제4층(344)은 각각 감지 패턴(41, 42), 절연막(44), 연결 패턴(43), 및 보호막(45)과 같은 물질로 형성될 수 있다.
제2 실시예의 제조 방법에서 더미 패턴(33, 34)은 제4 단계(S40)에서 가요성 기판(12)을 절단할 때 발생하는 크랙이 더미 패턴(33, 34)의 내측으로 전파되는 것을 억제하여 가요성 기판(12)의 깨짐을 방지한다. 또한, 더미 패턴(33, 34)은 가요성 기판(12)의 절단에 따른 스트레스를 분산시켜 후속 공정에서 스트레스 누적에 따른 가요성 기판(12)의 깨짐을 억제한다.
제2 실시예의 제조 방법에서 제4 단계(S40)와 제5 단계(S50)는 전술한 제1 실시예와 동일하다. 제5 단계(S50)에서 캐리어 기판(10)으로부터 분리된 가요성 기판(12)은 복수의 표시부를 지지하는 원장 기판과 합착될 수 있으며, 셀 커팅 과정을 거쳐 개별 가요성 표시 장치로 분리된다.
한편, 전술한 제1 실시예와 제2 실시예를 설명하기 위한 도면에서는 가요성 기판(12)의 가장자리를 따라 하나의 더미 패턴이 형성되는 경우를 도시하였으나, 더미 패턴은 서로간 거리를 두고 복수개로 형성될 수도 있다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법 중 도 1에 도시한 제3 단계의 가요성 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 15를 참고하면, 더미 패턴(35)은 서로간 거리를 두고 위치하는 외측 더미 패턴(351)과 내측 더미 패턴(352)을 포함한다. 외측 더미 패턴(351)과 내측 더미 패턴(352) 모두 가요성 기판(12)의 가장자리를 따라 연속으로 형성된다.
이중으로 형성된 더미 패턴(35)은 제4 단계(S40)의 절단 과정에서 가요성 기판(12)의 절단면에 생긴 크랙이 내부로 전파되는 것을 이단계에 걸쳐 억제할 수 있다. 따라서 단일 더미 패턴을 가지는 경우보다 이중으로 형성된 더미 패턴(35)이 크랙 전파에 따른 가요성 기판의 깨짐을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 캐리어 기판 11: 분리층
12: 가요성 기판 20: 표시부
30, 31, 32, 33, 34, 35: 더미 패턴
40: 터치 센서부

Claims (20)

  1. 캐리어 기판 상에 분리층을 형성하는 단계;
    상기 분리층보다 큰 면적을 갖는 가요성 기판을 상기 캐리어 기판 상에 적층하는 단계;
    상기 가요성 기판의 가장자리를 따라 더미 패턴을 형성하는 단계;
    상기 가요성 기판의 일측 가장자리를 절단하여 상기 분리층의 일부를 노출시키는 단계; 및
    상기 분리층과 상기 가요성 기판을 서로 분리시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 분리층의 일부를 노출시키는 단계에서,
    절단된 상기 가요성 기판의 면적은 상기 분리층의 면적보다 작은 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 기판과 상기 가요성 기판은 유리로 형성되며,
    상기 가요성 기판은 상기 캐리어 기판보다 작은 두께를 가지는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분리층은 알루미늄 아연 산화물을 포함하는 금속 산화물로 형성되는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분리층은 50Å 내지 300Å의 두께와, 6Å 내지 15Å의 표면 거칠기를 가지는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분리층의 일부를 노출시키는 단계에서, 제1 절단선을 따라 상기 가요성 기판을 절단하며,
    상기 제1 절단선은 상기 가요성 기판의 적어도 한 변에서 상기 분리층과 중첩되고, 상기 가요성 기판의 나머지 변들에서 상기 분리층의 가장자리와 일치하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 절단선을 따라 상기 가요성 기판을 절단한 다음 제2 절단선을 따라 상기 캐리어 기판을 절단하며,
    상기 제2 절단선은 상기 분리층의 가장자리와 일치하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분리층과 상기 가요성 기판을 분리시키는 단계에서, 상기 노출된 분리층과 상기 가요성 기판의 가장자리 사이로 박리 기구를 삽입하여 상기 분리층으로부터 상기 가요성 기판을 물리적으로 박리시키는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 더미 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 더미 패턴의 내측에 적어도 하나의 표시부가 형성되며,
    상기 더미 패턴은 상기 표시부를 구성하는 복수의 막들 중 적어도 하나의 막과 같은 물질로 형성되는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 표시부와 상기 더미 패턴은 상기 분리층과 중첩되고,
    상기 더미 패턴의 외측 가장자리는 상기 분리층 가장자리의 내측에 위치하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 외측 더미 패턴과 내측 더미 패턴을 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 표시부는 박막 트랜지스터와 유기 발광 다이오드를 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는 반도체층과 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 포함하며,
    상기 유기 발광 다이오드는 화소 전극과 유기 발광층 및 공통 전극을 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 상기 게이트 전극 및 상기 소스/드레인 전극 중 어느 하나와 같은 물질로 형성되는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 더미 패턴은,
    상기 게이트 전극과 같은 물질로 형성되는 제1층; 및
    상기 소스/드레인 전극과 같은 물질로 형성되는 제2층
    을 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 더미 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 더미 패턴의 내측에 적어도 하나의 터치 센서부가 형성되고,
    상기 더미 패턴은 상기 터치 센서부를 구성하는 복수의 막들 중 적어도 하나의 막과 같은 물질로 형성되는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 터치 센서부와 상기 더미 패턴은 상기 분리층과 중첩되고,
    상기 더미 패턴의 외측 가장자리는 상기 분리층 가장자리의 내측에 위치하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 외측 더미 패턴과 내측 더미 패턴을 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 터치 센서부는,
    제1 방향을 따라 연속으로 형성된 제1 감지 패턴;
    연결 패턴에 의해 제2 방향을 따라 전기적으로 연결되는 제2 감지 패턴; 및
    상기 제1 감지 패턴과 상기 제2 감지 패턴 각각에 연결되는 복수의 배선
    을 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 더미 패턴은 상기 제1 감지 패턴, 상기 제2 감지 패턴, 상기 연결 패턴, 및 상기 복수의 배선 중 어느 하나와 같은 물질로 형성되는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 감지 패턴과 상기 제2 감지 패턴은 절연막으로 덮이고,
    상기 연결 패턴은 상기 절연막 상에서 상기 제2 감지 패턴과 연결되며, 보호막으로 덮이는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 더미 패턴은,
    상기 제1 감지 패턴 및 상기 제2 감지 패턴과 같은 물질로 형성되는 제1층;
    상기 절연막과 같은 물질로 형성되는 제2층;
    상기 연결 패턴과 같은 물질로 형성되는 제3층; 및
    상기 보호막과 같은 물질로 형성되는 제4층
    을 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
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